[发明专利]一种基于岸边带的农业非点源污染防治技术

说明书

该发明为一种基于岸边带的农业非点源污染防治技术，所属岸边带农业非点源污染防治领域，旨在解决河北省农业非点源污染严重的问题，从而为河北省资源经济环境可持续发展保驾护航。该技术以SWAT模型理论为基础，基于遥感数据和GIS技术，建立岸边带非点源污染估算模型(Non‑Point Source Pollution Estimation Model：NPSPEM)对岸边农业非点源污染进行分析；在NPSPEM模型基础上对比分析有岸边带和无岸边带条件下污染物迁移特征，利用NPSPEM模型计算出流域非点源污染负荷，分析岸边带对非点源污染的控制效应；应用情景分析方法，通过NPSPEM模型模拟不同岸边带设计和建设对流域的污染控制效应，从而提出最佳防治方案。

技术领域

岸边带农业非点源污染防治。

背景技术

非点源污染是水体污染的主要来源，造成湖泊水库的富营养化，破坏水体功能，给区域经济和生态环境带来巨大的负面影响。如何能够抓住非点源污染的规律，分析其污染的途径，准确评估其污染状况，并将其纳入到水资源规划中来，是进行非点源污染控制，改善水环境状况，提高可利用水资源量的关键所在。而农业非点源污染产生的随机性较大，来源和排放点不固定，污染负荷的时间和空间变化幅度大，其监测和控制十分复杂。这就要求在农业开发利用过程中，必须充分考虑非点源污染问题，深入研究流域农业非点源污染时空特征，通过建立岸边带农业非点源污染防治技术，实现经济社会和生态环境的可持续发展。

发明内容

基于岸边带的农业非点源污染防治技术以SWAT模型理论为基础，基于遥感数据和GIS技术，建立岸边带非点源污染估算模型(Non-Point Source Pollution EstimationModel：NPSPEM)”对岸边农业非点源污染进行分析。该技术利用GIS存储、分析空间信息的优势，将岸边带生态因子、流域污染非点源等信息存储到数据库中，集成了地表参数反演模型和非点源污染模型，能够对农业非点源污染及岸边带污染物削减特征进行估算。主要包括：1)岸边带生态系统因子：主要有植物类型、群落结构、生态格局，以及土壤和水域背景等的参数化研究；2)岸边带生物量：主要研究遥感反演出生物量与非点源污染估算模型的耦合；3)岸边带环境因子：主要研究遥感反演出的环境因子降水、地表温度、土壤水分、水域泥沙含量、水域富营养化数据与非点源污染估算模型输入数据的同化，以及模型输出结果的验证。

在NPSPEM模型基础上，提出岸边带农业非点源污染防治技术，主要有：

1)岸边带农业非点源污染模拟分析：在对流域非点源污染调查基础上，对比分析有岸边带和无岸边带条件下污染物迁移特征，利用NPSPEM模型计算出流域非点源污染负荷，分析岸边带对非点源污染的控制效应。

2)岸边带农业非点源污染防治技术：应用情景分析方法，通过NPSPEM模型模拟不同岸边带设计和建设对流域的污染控制效应，提出最佳防治方案。

附图说明

图1是该基于岸边带的农业非点源污染防治技术的技术线路图

具体实施方式

研究工作以地面观测─模型构建─技术建立及应用为主线，将污染监测与地面遥感观测、多种遥感信息反演与验证、基于遥感的岸边带非点源污染估算模型构建和岸边带农业非点源污染防治技术与应用等研究内容组合在一起(见图1)。

以某集水区典型小流域为研究对象，通过定点试验分析法观测典型小流域岸边带无岸边带条件下水质变化情况以及不同植被类型和不同宽度情况下经过岸边带前后水质的变化情况，获取岸边带对非点源污染输移影响因子的数据；采用定量遥感分析方法提高岸边带空间信息提取精度，获取岸边带植物类型、群落结构、生态格局，以及土壤和水域背景等的空间参数，以及岸边带降水、地表温度、土壤水分、水域泥沙含量、水域富营养化等环境因子，建立基于遥感的岸边带非点源污染估算模型，实现应用遥感技术解析岸边带对非点源污染控制效应；应用情景分析法，通过构建的NPSPEM模型，模拟不同方案下的岸边带农业非点源污染情况，提出岸边带农业非点源污染防治技术并在典型区进行示范应用。